励磁基本原理(修改版)
励磁系统基本原理
电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电力系统低频振荡 。
ΔTs
ΔTD
ΔTE
Pe/ΔPe、Δδ
Δω
Pm、ΔPa
ΔTD′
ΔTE′
发电机电气功率Pe/ΔPe、机械功率Pm、加速功率ΔPa、同步转矩ΔTs、阻尼转矩ΔTD、电磁转矩ΔTE、转子角Δδ、转子角速度Δω的正方向相位关系如下图所示：
自动方式AVR控制的整体模型描述
励磁系统的组成：
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）
励磁电源（励磁机、励磁变压器）
整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）
灭磁与转子过电压保护
按励磁电源分类：
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
无刷励磁系统
自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统
快速励磁系统
高起始励磁系统
二、励磁系统的几种主要类型
功角稳定比喻
碗中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果这个碗的高度很矮，像一个盘子，该球就有可能从碗中掉下来。此时，我们就说这个系统静稳不足。提高碗的高度最经济的办法就是采用自动电压调节器。 当碗中的球受到一个大的外力，怎样保证该球不飞出，最主要措施就是快速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调节器此时作用相当于自动改变这个碗的坡度，当这个球上升时增加坡度，当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数，使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。
励磁系统结构及原理
第一章励磁系统结构及原理一、励磁系统的工作原理同步发电机是电力系统的主要设备，它是将旋转形式的机械功率转换成电磁功率的设备，为完成这一转换，它本身需要一个直流磁场，产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流。
专门为同步发电机提供励磁电流的有关设备，即励磁电压的建立、调整和使其电压消失的有关设备统称为励磁系统。
同步发电机的励磁系统是由励磁调节器AER和励磁功率系统组成。
励磁功率系统向同步发电机转子励磁绕组提供直流励磁电流。
调节器根据发电机端电压变化控制励磁功率系统的输出，从而达到调节励磁电流的目的。
根据我国国家标准GB／T7409.1－2008“同步电机励磁系统”的规定的定义，同步电机励磁系统是“提供同步电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件、励磁功率单元、磁场过电压抑制和灭磁装置以及其它保护装置。
”1、励磁调节系统的主要作用1)调节电压以维持机端电压为给定值电力系统正常运行时，负荷随机波动，随着负荷的波动，需要对励磁电流进行调节，以维持机端或系统中某点电压在给定水平，所以励磁系统担负着维持电压水平的任务。
为便于分析，这里讨论单机运行系统，如图1－1所示。
图图1－1 单机运行系统（a）一次电路；（b）等值电路；（c）相量图；（d）同步发电机的外特性；（e）具有调节器的外特性；GLE－同步发电机的励磁绕组发电机感应电动势E G与定子电压U G关系为：E G ＝U G＋jI G X d（1－1）式中 I G－－发电机定子电流；X d－－发电机直轴同步电抗。
由图1－1（c）可将E G与U G的幅值关系表示为：E G cosδ＝U G＋I Q.G X d （1－2）式中δ－－E G与U G间的相角，即发电机的功率角；I Q.G－－发电机的无功电流。
在δ值很小时，可近似认为cosδ≈1，则：E G≈U G＋I Q.G X d（1－3）式（l－3）表明，在励磁电流不变的情况下（即ΔE G=0），无功负荷的变化是造成机端电压变化的主要原因。
交流励磁机的工作原理
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发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统的工作原理是通过直流磁场激励转子产生电能的过程。
在发电机励磁系统中，主要包括励磁电源、励磁绕组以及励磁控制装置。
首先，励磁电源提供直流电流用于激励发电机的转子。
这个电源可以是独立的设备，也可以由发电机自身产生。
其次，励磁绕组是一系列线圈，它们包裹在转子上。
当励磁电源连接到这些绕组时，电流会流经线圈产生磁场。
励磁控制装置则用于调节励磁电流的大小。
根据发电机实际负荷的需要，控制装置可以增大或减小励磁电流，以满足输出电压的要求。
当励磁电流通过励磁绕组时，会在发电机的转子上产生一个磁场。
该磁场与定子上的导线相互作用，将机械能转化为电能。
这样，发电机就能够向外部电路提供所需的电力。
总的来说，发电机励磁系统工作原理是通过励磁电源提供直流电流，通过励磁绕组在转子上产生磁场，然后通过磁场与定子上的导线相互作用，将机械能转化为电能。
励磁控制装置用于调节励磁电流的大小，以满足输出电压的要求。
励磁基本原理..
灭磁中的移能
• 灭磁过程中，移能成功的条件：
U DCarc U E U r
灭磁开关要有足够高的弧压，才能顺利实现移能。 UR、HPB型灭磁开关的弧压，都在4000V以上。
灭磁电阻
• 线性电阻，汽轮发电机励磁系统经常采用；灭磁时间较长。 • 氧化锌ZnO非线性电阻，国内生产，应用普遍；灭磁时间短，较为理 想。 • SiC非线性电阻，国外生产，经常采用英国M&I公司的产品，超大型 机组应用较多，比如：三峡、龙滩、拉西瓦等；灭磁时间适中。 • 水轮发电机要求快速灭磁，普遍采用非线性电阻灭磁方案。 • 单片ZnO阀片的工作能容量是15KJ，而单片SiC阀片的工作能容量为 62.5KJ。在超大型水轮发电机组中，灭磁能量很大，比如10MJ，需 要几百片非线性电阻阀片串、并联连接。并联均能或并联均流问题突 出。 SiC阀片容量大、其伏安特性更适合并联，所以，在超大型发电 机的励磁系统中普遍使用。
AVR的数学控制模型
PID控制
给定值 Ref + － 电压 偏差 微分 积分 比例 励磁电压 Efd 机端电压 Ut
发电机
AVR数学模型中的放大倍数Kavr
• Kavr关系到发电机端电压的调节精度。在保证AVR闭环调节稳定的前 提下，Kavr越大，机端电压的调节精度越高，越能维持机端电压的恒 定。 • 超前－滞后环节的参数整定，保证AVR闭环控制稳定，并有良好的动 态特性。通过励磁标准中机端电压阶跃试验的指标来验证。 • 励磁标准中要求机端电压的调节精度为0.5％。即，在AVR给定值 Uref不变的情况下，发电机输出从空载到满载的过程中，机端电压的 变化不超过发电机额定电压的0.5％。
积分参数的作用和影响
对稳态特性的影响 积分控制能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精 度。但若TI太大，积分作用太弱，将不能减小稳态误差； 对动态特性的影响 积分时间常数TI偏小，积分作用强，振荡次数较多，TI太 大，对系统性能的影响减小。当时间常数TI合适时，过渡
励磁系统的工作原理
励磁系统的工作原理
励磁系统是指在发电机、变压器等电力设备中用来产生磁场的装置，其工作原理主要包括激励磁场的产生、磁通闭合和磁场稳定等过程。
励磁系统通常采用电磁铁或永磁体作为磁场的产生源。
以电磁铁为例，当电流通过线圈时，会在线圈的周围产生磁场。
这个磁场可以通过磁铁的磁性材料集中到一起，形成一个相对强大的磁场。
为了实现励磁系统的工作，首先需要通过一定的控制电路将电流引入到励磁线圈中。
当电流通过线圈时，会在线圈的磁心中产生磁场。
励磁线圈通常会放置在发电机或变压器的定子上，以便产生一个稳定的磁场。
在励磁系统中，磁场的闭合是至关重要的。
通过将励磁线圈的两端连接起来，形成一个闭合的回路，磁场就可以在回路中流动，从而保证磁力的连续存在。
同时，闭合回路还可以提供给励磁线圈所需的电能，使其能够持续地产生磁场。
在励磁系统中，还需要保持磁场的稳定性，以确保电力设备的正常运行。
为了达到这个目的，常常会在励磁系统中添加稳定磁场的装置，如稳定魔环等。
稳定魔环可以通过反馈机制调节励磁系统中的电流，使得磁场保持在一个稳定的水平，从而使电力设备的输出也能保持稳定。
综上所述，励磁系统的工作原理包括磁场的产生、磁通闭合和
磁场稳定等过程。
通过控制电流的引入和闭合回路的构建，励磁系统可以产生一个稳定的磁场，为电力设备的正常运行提供必要的磁力支持。
励磁发电机原理
励磁发电机原理励磁发电机是一种利用励磁电磁场产生电能的发电设备。
它通过将直流电源的电能转换成电磁能，再进一步转换为机械能，最终驱动发电机转子产生交流电。
在励磁发电机中，励磁电流的大小和方向决定了发电机的输出电功率和电压。
一、励磁发电机的基本结构励磁发电机由转子、定子和励磁系统组成。
转子由绕组和磁极构成，而定子则由定子绕组和铁芯构成。
励磁系统通常包括电源、励磁绕组和励磁电路。
二、励磁发电机的工作原理1. 励磁电源供电在励磁发电机中，励磁电源提供励磁电流，使励磁绕组产生磁场。
励磁电源通常为直流电源，可以是蓄电池、整流器或发电机自身产生的直流电。
2. 励磁电流产生磁场励磁电流通过励磁绕组，产生磁场。
励磁绕组的绕制方式有直接巴氏绕组、串励绕组和并励绕组等。
3. 磁场与定子绕组交互作用转子的旋转使得励磁绕组产生的磁场与定子绕组相互交互作用。
定子绕组由三相绕组组成，当磁场通过定子绕组时，导致绕组中感应出电动势，即定子电压。
4. 电动势转化为电能输出当定子绕组感应出电动势后，电流通过外部负载，实现电能的输出。
同时，转子继续旋转，励磁绕组继续产生磁场，保持发电机的持续运转。
三、励磁发电机的分类根据励磁电流的来源和方式，励磁发电机可以分为磁极励磁发电机、分半励磁发电机和自励磁发电机。
1. 磁极励磁发电机磁极励磁发电机的励磁电流来自外部直流电源，通常由稳压电源直接供应给励磁绕组。
2. 分半励磁发电机分半励磁发电机的励磁电流由发电机自身产生，其中一部分由电源提供，另一部分通过电枢绕组感应出的电动势反馈给励磁绕组。
3. 自励磁发电机自励磁发电机是指发电机自身通过一部分输出电流来产生励磁电流，实现自励的过程。
自励发电机包括串励发电机和并励发电机。
四、励磁发电机的应用领域励磁发电机主要应用在电力系统、发电厂和电力传输等领域。
在电力系统中，励磁发电机负责产生电能，并将其输送到电网中，供给家庭和企业使用。
总结：励磁发电机利用励磁原理将机械能转化为电能。
励磁系统的构成与工作原理课件
励磁电流的调节
励磁电流的调节是励磁系统的重要功能之一，它可以 通过调节励磁机的输入电压或改变励磁绕组的匝数来 实现。励磁电流的大小直接影响发电机的输出电压和 无功功率。
常见的励磁电流调节方式有手动调节、自动调节和微机 控制调节等。手动调节是通过手动操作励磁调节器来改 变励磁电流的大小；自动调节是通过自动控制系统根据 发电机的工作状态自动调整励磁电流；微机控制调节则 是通过微机控制系统实现更加精确和快速的励磁电流调 节。
灭磁电阻是励磁系统中的重要组成部分，其 主要功能是吸收励磁线圈中储存的能量。在 发电机停机或异常情况下，励磁线圈中的磁 场能量需要通过灭磁电阻来消耗掉，以避免 对励磁系统和发电机造成损坏。灭磁电阻通 常采用碳化硅或氧化锌等非线性电阻元件制
成，具有较高的耐压和散热性能。
转子过电压保护装置
保护转子绝缘层免受过电压损害的设备
永磁励磁技术
利用永久磁体的磁场作为励磁源 ，具有结构简单、可靠性高、维 护成本低等优点，逐渐成为主流
励磁技术。
开关磁阻励磁技术
利用磁阻最小处的磁场变化来产生 励磁电流，具有响应速度快、调节 性能好等优点，适用于高转速、大 功率的电机。
混合励磁技术
结合永磁体和电磁线圈的优点，通 过调节电流大小和方向来改变磁场 强度，具有高效、节能、调节范围 广等优点。
励磁系统的分类
按照控制方式分类
励磁系统可以分为模拟式励磁系统和数字式励磁系统。模拟 式励磁系统采用模拟电路实现控制和调节功能，数字式励磁 系统则采用微处理器和数字信号处理技术实现控制和调节功 能。
按照调节器结构分类
励磁系统可以分为机端调节器和远方调节器。机端调节器将 调节器与发电机直接相连，远方调节器则将调节器安装在远 离发电机的控制室内，通过信号传输实现对发电机的控制。
励磁系统工作原理
励磁系统工作原理引言：励磁系统是现代发电机的重要组成部分，它通过向发电机的励磁绕组供电，产生磁场，从而激励转子产生感应电动势。
本文将介绍励磁系统的工作原理，包括励磁绕组、励磁电源和励磁控制器等方面的内容。
一、励磁绕组励磁绕组是发电机中产生磁场的关键部分，通常由直流电流通过绕组产生。
励磁绕组可以采用不同的结构形式，如全波绕组、半波绕组和复合绕组等。
其中，全波绕组是最常用的一种形式。
在全波绕组中，绕组中的导线沿着整个转子长度分布，可以产生更加均匀的磁场。
励磁绕组的绕组电流和电压可以通过励磁电源和励磁控制器来控制。
二、励磁电源励磁电源是为励磁绕组提供直流电流的设备。
励磁电源通常由整流器、稳压器和滤波器等组成。
整流器将交流电源转换为直流电源，稳压器用于稳定输出的直流电压，滤波器则用于去除直流电源中的纹波。
励磁电源的输出电流和电压可以根据发电机的工作要求进行调整。
三、励磁控制器励磁控制器用于控制励磁电源的输出，以实现对发电机励磁绕组的控制。
励磁控制器通常由自动调节装置和手动调节装置组成。
自动调节装置可以根据发电机的负载情况自动调节励磁电流，以保持发电机输出电压的稳定性。
手动调节装置则可以手动调节励磁电流，以满足特殊工况下的需求。
四、励磁系统的工作原理励磁系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 励磁电源通过励磁控制器控制，向励磁绕组提供直流电流。
2. 励磁绕组中的直流电流产生磁场，磁场通过铁心传导到空气隙中。
3. 空气隙中的磁场通过感应作用，激励转子产生感应电动势。
4. 感应电动势经过整流器和稳压器等装置处理后，输出为稳定的交流电压。
五、励磁系统的作用励磁系统的作用是产生发电机的磁场，从而使转子产生感应电动势。
通过调节励磁电流，可以控制发电机的输出电压和功率因数。
励磁系统的稳定性和可靠性对发电机的运行至关重要。
六、励磁系统的应用领域励磁系统广泛应用于各种类型的发电机中，包括燃气发电机组、水轮发电机组和风力发电机组等。
励磁器原理
励磁器原理
励磁器是一种用来产生磁场的装置，它在电动机、发电机、变压器等电气设备中起着至关重要的作用。
励磁器的原理是通过直流电源或交流电源来产生磁场，从而使电机或发电机工作。
下面我们将详细介绍励磁器的原理。
首先，励磁器的基本原理是利用电流通过线圈时产生的磁场来实现磁化。
当电流通过线圈时，会在线圈周围产生磁场，这个磁场就是励磁器所需要的磁场。
这个磁场的大小和方向取决于电流的大小和方向，因此可以通过控制电流的大小和方向来实现对磁场的控制。
其次，励磁器可以分为直流励磁器和交流励磁器两种类型。
直流励磁器是通过直流电源来产生磁场，其原理是利用直流电流通过线圈时产生的恒定磁场来实现励磁。
而交流励磁器则是通过交流电源来产生磁场，其原理是利用交流电流通过线圈时产生的交变磁场来实现励磁。
另外，励磁器的原理还涉及到磁化曲线和饱和磁通密度的概念。
磁化曲线描述了磁性材料在不同磁场强度下磁化程度的变化规律，而饱和磁通密度则是磁性材料在饱和状态下的磁场强度。
励磁器在设计和使用时需要考虑磁化曲线和饱和磁通密度的影响，以保证其正常工作。
最后，励磁器的原理还涉及到磁场的控制和稳定。
在实际应用中，励磁器需要能够产生稳定的磁场，并且能够根据需要对磁场进行调节。
因此，励磁器通常会配备一定的控制电路，以实现对磁场的精确控制和稳定输出。
总的来说，励磁器的原理是利用电流通过线圈时产生的磁场来实现磁化，可以分为直流励磁器和交流励磁器两种类型，涉及到磁化曲线和饱和磁通密度的影响，以及磁场的控制和稳定。
了解励磁器的原理对于电气设备的设计和使用都具有重要意义，希望本文能够对大家有所帮助。
励磁工作原理
励磁工作原理励磁工作原理是指在电磁设备中通过外加电流或磁场来增强设备中的磁场强度的过程。
在电磁设备中，励磁是非常重要的步骤，它能够保证设备正常运行，并实现设备的预期功能。
本文将从基本概念、工作原理和应用方面介绍励磁工作原理。
我们来了解一下励磁的基本概念。
励磁是指在电磁设备中通过外加电流或磁场来增强设备中的磁场强度的过程。
在电磁设备中，磁场是非常重要的，它能够影响设备的性能和功能O励磁可以通过直接通电和电磁感应两种方式实现O直接通电是通过外加电流来产生磁场，而电磁感应是通过外加磁场来产生电流。
接下来，我们来了解一下励磁的工作原理。
励磁的工作原理可以简单地理解为增强磁场的过程。
在电磁设备中，通常会使用励磁线圈来实现励磁。
励磁线圈是由导线绕成的线圈，当通过电流时，会产生磁场。
这个磁场可以用来增强设备中的磁场。
当外加电流通过励磁线圈时，线圈中的导线会受到电流的作用力，从而产生磁场。
这个磁场会与设备中的磁场相互作用，使得设备中的磁场强度增加。
励磁的工作原理可以进一步分为两种情况。
第一种情况是当设备中存在弱磁场时，通过励磁线圈通电可以增强磁场强度。
这种情况下励磁线圈产生的磁场会与设备中的磁场相互作用，使得设备中的磁场强度增加。
第二种情况是当设备中不存在磁场时，通过励磁线圈通电可以产生磁场。
这种情况下，励磁线圈产生的磁场会直接成为设备中的磁场。
励磁的工作原理可以应用于各种电磁设备中。
例如，励磁可以用于发电机中。
在发电机中，励磁线圈通过通电产二生磁场，这个磁场会与转子中的磁场相互作用，从而产生电流。
这个电流可以用来驱动发电机输出电能。
另外，励磁还可以应用于电动机中。
在电动机中，励磁线圈通过通电产生磁场，这个磁场会与定子中的磁场相互作用，从而产生力矩。
这个力矩可以用来驱动电动机转动。
总结一下，励磁工作原理是指在电磁设备中通过外加电流或磁场来增强设备中的磁场强度的过程。
励磁可以通过直接通电和电磁感应两种方式实现。
励磁的工作原理可以简单地理解为增强磁场的过程，通过励磁线圈产生的磁场与设备中的磁场相互作用，使得设备中的磁场强度增加。
同步发电机励磁调节原理精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）
同步发电机励磁调节原理
同步发电机励磁调节原理是通过对励磁系统的电流、电压进行调节，控制发电机的励磁电压和励磁电流，从而控制发电机的输出电压和输出功率。
具体原理如下：
1. 励磁电压调节：通过调节励磁电压的大小，可以控制发电机的输出电压。
一般情况下，发电机的励磁电压是由励磁系统中的励磁电源提供的。
调节励磁电压的大小可以通过调节励磁电源的电压来实现，如使用电位器或自动电压调节器（AVR）来调节发电机的输出电压。
2. 励磁电流调节：通过调节励磁电流的大小，可以控制发电机的输出功率。
励磁电流一般由励磁系统中的励磁电源提供，并且通过励磁电阻进行调节。
通过增大或减小励磁电阻的阻值，可以调节励磁电流的大小，从而控制发电机的输出功率。
同时，还需要根据发电机输出的电压和功率信号，通过控制回路，将励磁系统的电压和电流进行反馈控制，使发电机的输出能够稳定在设定值。
综上所述，发电机的励磁调节原理是通过对励磁电压和电流进行调节，控制发电机的输出电压和输出功率。
发电机励磁系统的原理
发电机励磁系统的原理发电机励磁系统是指用于生成直流励磁电流，激励发电机产生电能的一种关键系统。
它是由励磁电源、励磁电路和励磁绕组组成，通过在励磁绕组中产生交流电流，然后通过整流和滤波将其转换为直流电流，供给发电机的励磁绕组。
励磁电源通常是由稳压器提供，以保证输出的直流电压稳定不变。
它可以采用机械稳压器、电子稳压器或永磁稳压器等形式。
稳压器通常通过感应线圈与励磁电流进行反馈控制，以调整励磁电压的大小，使其保持在一个恒定的水平上。
励磁电路是将励磁电源的交流电压转换为直流电压的一个关键环节。
它通常包括变压器、整流器和滤波器三个部分。
变压器用于将励磁电源的电压降至适合发电机励磁绕组的电压，通常为几百伏至几千伏不等。
整流器则将变压器输出的交流电压转换为直流电压，常见的整流器有旋转整流器和半导体整流器两种形式。
旋转整流器通常由对绕组进行开关操作来实现整流，而半导体整流器则通过半导体器件进行整流。
最后，滤波器用于去除整流器输出的脉动成分，使得输出的直流电压更加稳定。
励磁绕组是发电机中的一个重要部分，它由大量的绕组线圈组成，通常位于发电机的转子上。
励磁绕组中产生的交流电流通过滑环和刷子传输到转子，从而激励发电机产生电能。
励磁绕组的绕组结构和参数的选择对发电机的励磁性能有着重要影响。
通常，励磁绕组采用较粗的导线，以减少电阻损耗；同时，还需要考虑绕组的匝数、磁场的分布、励磁电流的大小等因素，以使励磁绕组能够满足发电机的励磁要求。
总的来说，发电机励磁系统的工作原理是通过励磁电源产生恒定的直流电压，然后通过励磁电路将其转换为励磁电流，最后通过励磁绕组激励发电机产生电能。
励磁电源的稳压器保证了励磁电压的稳定性，励磁电路的变压器、整流器和滤波器完成了交流电压到直流电压的转换，而励磁绕组则是将励磁电流传输到转子上，激励发电机工作。
这样，励磁系统能够提供足够的励磁电能给发电机，确保其正常运行和输出电能。
励磁系统原理
励磁系统原理
励磁系统是指在发电机中，通过给定的电流和电压来激励电磁铁，产生磁场，从而使发电机产生感应电动势的系统。
励磁系统的原理是通过不同的激励方式来控制电磁铁的磁场强度，从而影响发电机的输出电压和电流。
在励磁系统中，常见的激励方式有直流励磁和交流励磁两种。
直流励磁是通过直流电源给电磁铁供电，产生恒定的磁场，从而使发电机输出恒定的电压和电流。
而交流励磁则是通过交流电源给电磁铁供电，可以通过控制交流电源的电压和频率来调节电磁铁的磁场强度，进而影响发电机的输出。
励磁系统的原理可以用简单的电磁感应定律来解释。
根据电磁感应定律，当导体在磁场中运动或者磁场的强度发生变化时，导体内就会产生感应电动势。
在发电机中，通过控制电磁铁的磁场强度，可以控制发电机中的感应电动势，进而影响输出电压和电流。
励磁系统的原理还涉及到发电机的磁场和电路的特性。
发电机的磁场特性决定了电磁铁的磁场强度和稳定性，而电路的特性则决定了励磁系统的稳定性和响应速度。
因此，设计和调试励磁系统需要综合考虑发电机的磁场特性和电路特性，以确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说，励磁系统的原理是通过控制电磁铁的磁场强度来影响发电机的输出电压和电流。
不同的激励方式和控制方法可以实现对发电机输出的精确控制，从而满足不同场合对电能的需求。
因此，对励磁系统原理的深入理解和掌握对于发电机的运行和维护具有重要意义。
励磁工作原理
励磁工作原理
励磁是指在电磁设备中加入一定的磁场以激发设备的磁性。
励磁工作原理是通过应用外部的电流或电压来产生磁场，使得设备能够正常工作。
在励磁过程中，通过电流的通入或电压的施加，能够改变磁场的强度和方向。
当电流通过线圈时，根据安培力的作用，会产生一个与电流方向垂直的磁场。
这个磁场可以通过线圈的匝数和电流大小来调节，从而控制设备的磁性。
励磁的过程中，需要考虑到线圈的电阻、电感以及外部电源的特性。
通过控制外部电源的电流或电压，可以在设备中产生所需的磁场。
例如，在电动发电机中，通过提供适当的励磁电流，可以激发转子的磁性，从而产生电流。
此外，励磁还可以用于磁共振成像技术等领域。
在磁共振成像中，通过提供恒定的磁场和变化的磁场梯度，可以激发被检体内的原子核的磁共振，并获取相关的信号。
总之，励磁工作原理是通过外部电流或电压的施加，改变设备中的磁场强度和方向，从而激发设备的磁性，实现设备的正常工作。
励磁基本原理
灭磁系统的构成原理图
灭磁系统的基本工作原理
发电机正常运行中，励磁电压比较小，控制单元不能 触发可控硅开通，灭磁电阻回路中没有电流通过 。 当灭磁开关分断后进行灭磁时，转子电感两端出现较大 的反向电压，同时控制单元快速接通反向可控硅触发回路， 把灭磁电阻接入、灭磁电阻回路开通，转子电流就可以快 速转移到灭磁电阻回路，通过灭磁电阻把电流转换为热量 释放。
三相全控桥电路的典型波形
α=00: 自然换相点， 二极管整流， AC变DC α=0～900: 整流状态， AC变DC α=1500: 逆变状态， DC变AC
因电感引起换弧角 带来的过电压尖峰， 逆变颠覆 实际电路器件介绍： 快熔、阻容、分流器、 表记、均流、开关、 脉冲变等
三相全控桥的散热
• 可控硅流过电流，会在可控硅两端产生电压降（一般1～ 2V），造成可控硅发热，温度升高。可控硅内部的最大承 受结温（PN结）是125℃。 • 可控硅散热方法：可控硅压装散热器，并启动冷却风机进 行风冷散热。
励磁调节器构成
第3部分 励磁调节器的主要功能
现有的励磁控制理论
• • • • • • PID PID+PSS 线性最优控制 自适应最优控制 非线性控制 鲁棒PSS（NLPSS）
• 自动方式，是励磁调节控制的主要运行方式，由两部分组成：自动电 压调节器，即AVR；及PSS附加控制。
励磁基本原理(修改版)
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灭磁原理图
DVR-2100B励磁调节器主要保护（一）
1、PT断线保护 、 断线保护 程序将测量到的仪表PT值和量测PT的值进行比较，如果其差值大于较大值的1/8，则发 PT断线信号，如果是量测PT断线，除发信号外，运行方式由自动运行切换到手动运行 方式。 • 2、触发脉冲丢失保护 触发脉冲丢失保护 触发脉冲丢失 触发脉冲重新被CPU重新回读，并进行综合判断，确定失脉冲的相，并显示在液晶显示 器上。失脉冲发生时，发报警信号。 • 3、系统自检故障检测 、 系统自检功能含存储器校验、电源检测、可控硅故障，通讯故障等、当有故障发生时， 发通道故障信号，同时本通道退出运行。对于主备用系统，备用通道自投。 • 4、旋转二极管故障报警 旋转二极管故障报警 旋转二极管故障报 通过检测励磁机励磁绕组电流的１、２、３、４、５、６次谐波的有效值和２２次谐 波的有效值比值来判断旋转二极管是否发生故障：当１、２、３、４、５和６次谐波 的有效值之和与２２次谐波的有效值的比值小于０．１时判为正常运行状态，比值大 于０．１时，判断为故障；当１、３、５次谐波有效值之和与２２次谐波有效值的比 值大于５０时判为一臂短路故障；当２、４次谐波有效值分别与２２次谐波有效值相 除，所得两个比值相乘，结果小于１时判为一臂断路，小于１０而大于１时判为一相 开路，大于１０时判为多相开路。 •
整 流 盘 故 障 检 间接，误动和拒动率高，检出率低不 直接，可靠，有效，容易检测替换产品多。 测 易检测，只能使用原厂产品。 时间常数 大，秒级，反应慢。 小，10ms级，反应迅速。 固有高起始励磁系统； 调节系统无须设特别保护功能； 稳定性高，从空载到满载控制角变化约20度。 高起始响应， 需要通过提高副励磁机电压达到； 提 高 暂 态 稳 定 对调节系统要求很高。 性 稳定性差，从空载到满载控制角仅 0.5～1度。 机端短路响应 好，可提供强励。
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DVR-2100B励磁屏主要结构(二）
• 3、控制层 、
UG1: 机端三相线电压平均值
IG1: 定子三相电流平均值
UFD: 励磁电压,对于无刷励磁系统此处显示零 IFD: 励磁电流, 对于无刷励磁系统显示的为微机励磁控制柜输出电流 UGR: 自动（恒机端电压调节）PID的给定参考电压 IFR: 手动（恒励磁电流或恒输出电流调节）PID的给定参考电流 P: ARF: F0: 有功功率 可控硅输出角 系统频率 Q: 无功功率 COS: 功率因数 ILD：本通道电流 ：
自动励磁调节器电源系统
• 为了提高系统的可靠性，系统的供电电源由两路冗余，来自永磁机发电机输 出的交流电源经过隔离变压器隔离后，经过整流变为直流，并经过二极管和 来自厂用蓄电池的直流电并联运行，共同为机箱内的开关电源供电，为了提 高系统的抗干扰能力，按照不同的功能将系统电源分为3部分。 • CPU电源：5V，±12V，其中DSP芯片的内核电压1.8V，外设电压3.3V,低压 系统保证了高速CPU低功耗和高可靠性。 • 操作电源：24V2，用于开关量的输入输出，对于双通道的励磁系统，其两个 通道的24V2经过二极管并联，提供操作信号。两个通道的0V2直接并联。这 样就保证了24V2电源的冗余。 • 脉冲电源：24V1，用于脉冲放大和触发回路。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晶闸管(可控硅)的控制原理
• 晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备 a.正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）； b.控制极加上触发电压（或触发脉冲）； • 晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断 a.主回路断开； b.晶闸管两端处于反向电压时（阳极电压低于阴极电压） c.流过晶闸管的电流下降到小于维持电流
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灭磁
差，但由于封闭母线的采用，故障概率几乎为 0； 对主保护无影响，对后备保护采取适当措施也 可正确动作。 无法安装灭磁开关，只能是自然续流 可安装灭磁开关和非线性灭磁电阻，以实现逆 灭磁，灭磁速度慢，尤其是故障情况 变灭磁； 下。 灭磁速度快，可靠无损伤，防止事故扩大。
无刷励磁主要部件
• • • • 1、永磁机 2、交流励磁机 3、旋转硅整流装置（旋转二极管+快速熔断器） 4、自动电压调节装置
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灭磁原理图
DVR-2100B励磁调节器主要保护（一）
1、PT断线保护 、 断线保护 程序将测量到的仪表PT值和量测PT的值进行比较，如果其差值大于较大值的1/8，则发 PT断线信号，如果是量测PT断线，除发信号外，运行方式由自动运行切换到手动运行 方式。 • 2、触发脉冲丢失保护 触发脉冲丢失保护 触发脉冲丢失 触发脉冲重新被CPU重新回读，并进行综合判断，确定失脉冲的相，并显示在液晶显示 器上。失脉冲发生时，发报警信号。 • 3、系统自检故障检测 、 系统自检功能含存储器校验、电源检测、可控硅故障，通讯故障等、当有故障发生时， 发通道故障信号，同时本通道退出运行。对于主备用系统，备用通道自投。 • 4、旋转二极管故障报警 旋转二极管故障报警 旋转二极管故障报 通过检测励磁机励磁绕组电流的１、２、３、４、５、６次谐波的有效值和２２次谐 波的有效值比值来判断旋转二极管是否发生故障：当１、２、３、４、５和６次谐波 的有效值之和与２２次谐波的有效值的比值小于０．１时判为正常运行状态，比值大 于０．１时，判断为故障；当１、３、５次谐波有效值之和与２２次谐波有效值的比 值大于５０时判为一臂短路故障；当２、４次谐波有效值分别与２２次谐波有效值相 除，所得两个比值相乘，结果小于１时判为一臂断路，小于１０而大于１时判为一相 开路，大于１０时判为多相开路。 •
晶闸管的控制原理－单相半波可控整流电路
• 控制角α：从晶闸管承受正向电压起到触发脉冲加入时的 电角度。 • 导通角θ：晶闸管在一个周期内导通的角度。 • 移相：改变α的大小即改变脉冲在每个周期内出现的时刻 α ；对单相半波电路α的移相范围是0~π。 a越大即脉冲向后 移晶闸管导通时间越小，电阻上的输出电压越小。 • 单相半波可控桥输出电压和电流为：
DVR-2100B励磁屏主要结构(四）
• 5、功率单元 、 有可控硅模块、二极管整流模块、熔断器。 功率单元由可控硅模块和二极管整流模块组成单相可控桥式整流电路。功率 单元A和功率单元B经过逆止二极管并联后向外供电。 • 6、 6、其它器件 包括电源变压器T、LEM、瓷管电阻、分流器FL1、FL2、FL3，继电器K1、 K2、K3、K4等。 电源变压器T将给DVR-2100B微机励磁控制柜供电的中频交流电隔离、降压 ，整流后与厂用直流电经过逆止二极管并联给DVR-2100B微机励磁调节器供 电。 LEM是用于DVR-2100B微机励磁控制柜励磁输出电流的测量。 FL1、FL2用于发电机中控盘或DCS的显示，FL3用于本柜的励磁输出电流表 的显示。
DVR-2100B励磁屏主要结构(三）
• 4、开关层 、 有交流电源开关QS1、直流电源开关QS2、通道A电源输入开关KKA、通道B电源输入开 关KKB。 。 QS1：DVR-2100B微机励磁控制柜的工作电源开关。机组达到额定转速，永磁发电机输 出电压达到额定值时，合上该开关，永磁发电机向DVR-2100B微机励磁控制柜提供工作 电源。 QS2：DVR-2100B微机励磁控制柜辅助工作电源开关。机组未运行时合上该开关，220V 直流母线向DVR-2100B微机励磁控制柜提供工作电源，也可用于DVR-2100B微机励磁控 制柜静态时的参数调整或其他试验。机组运行时，合上该开关，220V直流为DVR-2100B 微机励磁控制柜提供备用工作电源。 KKA：通道A励磁电源输入开关。机组达到额定转速，DVR-2100B微机励磁调节器参数 设定完成，机组具备投励时合上该开关。 KKB：通道B励磁电源输入开关。机组达到额定转速，DVR-2100B微机励磁调节器参数 设定完成，机组具备投励时合上该开关。
DVR-2100B励磁调节器主要组成
• • • • • • • • • • 开关电源组件1 （+5V，±12V） (电源Ⅰ) 开关电源组件2 （24V1，24V2） (电源Ⅱ) 主机板 开关量输入输出板 (开入开出) 脉冲放大板 模拟量信号处理板 (信号处理) PT/CT及同步变压器板 (PT/CT) 功率单元 总线后底板 键盘及液晶显示面板
发电机励磁一次系统
旋转整流盘
三相全波桥式整流电路
励磁调节器基本任务
微机励磁控制柜的基本任务是维持发电机的机端电压恒定、通过 合理的调差设置保证并列运行的机组间无功功率的合理分配，通过快 速的励磁响应提高电力系统的暂态稳定和静态稳定。
DVR-2100B励磁调节器主要功能
1、自动运行方式即发电机恒机端电压PID调节； 2、手动运行方式即发电机恒励磁电流PID调节； 3、发电机恒功率因数运行； 4、发电机恒无功运行； 5、自动、手动之间相互跟踪，实现各种方式下无扰动切换； 6、通道之间相互跟踪，实现通道之间无扰动切换； 7、无功调差调节，可任意设置正、负调差方向； 8、完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳定运行及无功的平滑调节； 9、电力系统稳定器（PSS）附加控制。
自并励静态励磁系统原理图
无刷励磁与自并激静止励磁的比较表
项目 技术特点 1 轴系 2 3 4 5 6 主设备 滑环和碳刷 无刷励磁系统 长度大，投资大； 支点多，振动大，动平衡复杂； 旋转励磁，两个旋转电机维护量大。 无刷，不耗能，免维护。 自并激静止励磁系统 长度小，节能电站投资； 支点少，振动小，动平衡简便； 免维护静止励磁，无旋转机械。 有刷，有耗能，需维护。
单相全波半控桥式整流电路
单相桥式整流模块
灭磁系统
灭磁，即是快速把转子电感中储存的大电流释放掉，以保证发电机安全运 行，保护机组和其它设备安全 。 转子电感是大的储能元件，电感中的电流是不能突变的。储存能量为：
W=
灭磁系统由灭磁开关、灭磁电阻及灭磁回路开通控制单元组成。灭磁，就 是把转子中储存的能量转移到灭磁电阻中来消耗掉。 发电机正常运行中，励磁电压比较小，控制单元不能触发可控硅开通，灭 磁电阻回路中没有电流通过 。 当灭磁开关分断后进行灭磁时，转子电感两端出现较大的反向电压，同时 控制单元快速接通反向可控硅触发回路，把灭磁电阻接入、灭磁电阻回路 开通，转子电流就可以快速转移到灭磁电阻回路，通过灭磁电阻把电流转 换为热量释放。
DVR-2100B励磁调节器主要保护（二）
5、欠励限制和保护 欠励限制按两段整定，如图所示，第一条线为限制线，第二条线为保护线。当发电 机无功功率进入低励限制区时，DVR-2100B微机励磁调节器将封闭减磁按钮，不会再 继续减磁，并且发报警信号，同时自动进行增磁，直到退出低励状态。如果DVR2100B微机励磁调节器在某种工况下进入低励限制区，而没有被控制住，无功功率继 续减少，当无功功率低于保护线时，DVR-2100B微机励磁调节器发报警信号并且切手 动方式运行。 欠励限制线和欠励环参数可以在菜单上进行整定。保护线为对应的限制线上无功功 率的1.25倍。其中，Qa点为零有功时，允许进相的无功功率值。Pb为点允许发电机无 功为零进相运行时的最大有功功率。
整 流 盘 故 障 检 间接，误动和拒动率高，检出率低不 直接，可靠，有效，容易检测替换产品多。 测 易检测，只能使用原厂产品。 时间常数 大，秒级，反应慢。 小，10ms级，反应迅速。 固有高起始励磁系统； 调节系统无须设特别保护功能； 稳定性高，从空载到满载控制角变化约20度。 高起始响应， 需要通过提高副励磁机电压达到； 提 高 暂 态 稳 定 对调节系统要求很高。 性 稳定性差，从空载到满载控制角仅 0.5～1度。 机端短路响应 好，可提供强励。
发电机励磁系统
励磁系统主要类型
目前，国内、外汽轮发电机机组的励磁系统主要有以下两 种方式：无刷励磁系统和自并励静态励磁系统。 • 1、无刷励磁系统 • 2、自并励静态励磁系统 国际上运行中的汽轮发电机主要采用无刷励磁的公司有： 西屋、三菱、ALSTOM、西门子等；主要采用自并励静态 励磁的公司有：ABB、东芝、日立等。 国内135MW及以下容量汽轮发电机组采用无刷励磁系统 及自并励静态励磁系统，300MW及以上的大部分采用自 并励静态励磁系统。